测土施肥技术对内蒙古通辽市玉米养分管理的影响现状与评价

高 娃，郑海春，郜翻身，樊明寿

（1 内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特 010019；2 内蒙古自治区土壤肥料和节水农业工作站，内蒙古呼和浩特 010011；3 内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特 010019）

内蒙古自治区是我国十三个产粮大省之一，其中玉米是第一大作物，常年播种面积267万公顷以上。通辽市是内蒙古的“粮仓”，占全区粮食总产的近三分之一，地处东北平原玉米黄金带，玉米种植面积占全市播种面积的60%以上。但近年来，随着玉米连作年限的增长[1], 玉米生产中施肥不合理, 导致耕地质量明显下降、生产效益降低、肥料利用率难以提升, 造成玉米产量多年徘徊不前甚至减产的趋势, 制约东北及我国粮食生产与经济的可持续发展[2]。因此，研究玉米施肥现状并进行评价，对降低农民施肥成本，提高生产效益，降低环境污染风险具有重要意义。关于内蒙古玉米施肥现状的研究已有报道，李文彪等[3]基于2005—2008年数据研究了内蒙古河套灌区玉米施肥现状。郑海春等[5]基于2005—2009年农户调查数据，研究了内蒙古不同生态区玉米施肥现状。但上述研究都以2009年之前的农户调查资料为基础进行的。农业部从2009年开始强化测土配方施肥项目成果应用，重点转向农企对接配方肥整建制推进，开始大面积推广应用配方肥。然而，从2009年以后，有关玉米施肥现状和变化方面未曾有报道。因此，本文基于2005—2007年和2010—2012年农户施肥调查数据，从施肥量、养分比例、施用方式、施用肥料品种等方面对玉米施肥现状进行比较评价，为进一步优化玉米生产中养分优化管理、研究减肥增效潜力提供依据。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

通辽市位于内蒙古东部，辽河平原腹地，地处北纬 42°15′～45°41′、东经 119°15′～123°43′之间。气候属典型的半干旱大陆性季风气候，≥ 10℃积温3000～3200℃，年降水量350～400 mm，无霜期140～160天，是玉米生产的黄金带。耕地主要土壤类型为草甸土、栗钙土和栗褐土等。地形分布上，北部为大兴安岭南麓余脉的石质山地丘陵、中部为西辽河流域沙质冲积平原、南部为辽西山地边缘的浅山丘陵区。通辽市总耕地面积120.3万km2，粮食产量稳定在70亿kg以上，占内蒙古粮食总产量的近30%，商品粮占全区商品粮的1/4左右，被誉为“内蒙古粮仓”。其中玉米播种面积为72.4万km2[4]，占通辽市总播种面积的60%，占全区玉米总播种面积的25.5%，产量占全区玉米总产量的27%，是内蒙古主要的玉米生产基地。

1.2 调查内容与方法

1.2.1 调查方法 本研究在通辽市2005—2007年，2010—2012年调查数据基础上分别进行统计。2005—2007年共调查了26796个农户，其中1487个旱地农户，面积23189.4 hm2，25310个水浇地农户，面积129078.5 hm2；2010—2012年共调查了13320个农户，其中2775个旱地农户，面积41203.5 hm2，10545个水浇地农户，面积57336.0 hm2。本研究于每年春季采用室内布点、地块寻农户的方式进行抽样调查，询问农户的基本情况、种植情况、施肥情况等，填写调查表。调查样点分布见图1。

1.2.2 调查内容 包括试验地块基本信息、作物情况和施肥情况等。地块基本情况包括地块名称、代表面积、土壤质地、水旱面积；作物情况包括玉米品种、播种时间、田间管理、收获时间、产量等；施肥情况包括肥料品种、施肥量、氮磷钾养分比例、施肥时间、施肥方式等。

图 1 调查样点分布Fig. 1 Geographical distribution of survey sample sites

1.3 计算方法

化肥养分：单质肥料按各肥料标准含量计算，复合肥与专用肥按调查记录值计算。有机肥：有机肥含水量统一按70%计算，养分含量按内蒙古自治区的折算标准，即把通辽市主要有机肥类型的养分含量按照《中国有机肥养分志》折算后进行平均，为N、P2O5、K2O分别为4.7 g/kg、3.0 g/kg、7.3 g/kg。

2 结果与分析

2.1 调查农户化肥投入量变化

2.1.1 氮、磷、钾肥单位面积平均投入量 内蒙古通辽市玉米2005—2007年和2010—2012年的单位面积养分投入量见表1。2010—2012年与2005—2007年的总养分投入量差异不大，旱地总养分投入量分别为 333.5 kg/hm2、349.5 kg/hm2，水浇地总养分投入量分别为383.5 kg/hm2、388.5 kg/hm2。其中两个时期氮肥投入量差异不大；磷肥投入量比2005—2007年有所减少，旱地和水浇地分别减少 28.5 kg/hm2和15.0 kg/hm2；钾肥投入量比2005—2007年有所增加，旱地和水浇地分别增加 23.0 kg/hm2和20.0 kg/hm2。这与实施测土配方施肥项目后推广施用复混肥，进而减少了尿素和磷酸二铵的施用量有关。

同一时期内，旱地玉米总养分投入量均低于水浇地玉米。2005—2007年旱地总养分投入量比水浇地减少39.0 kg/hm2。其中旱地氮投入量比水浇地降低28.5 kg/hm2，磷投入量降低7.5 kg/hm2，钾投入量降低 3.0 kg/hm2；2010—2012年旱地总养分投入量比水浇地减少50.0 kg/hm2。其中旱地氮投入量比水浇地降低27.0 kg/hm2，磷投入量降低21.0 kg/hm2，钾投入量提高 2.0 kg/hm2。

2.1.2 单位面积氮、磷、钾肥投入量分布 通辽市不同时期各农户的施氮量相对集中 (图2)。2005—2007年，旱地玉米施氮量主要集中70～150 kg/hm2，占总农户数的83.3%，小于 75 kg/hm2、高于150 kg/hm2的农户分别占1.7%、15.0%。而水浇地玉米主要集中在150～300 kg/hm2，占总农户的74.8%，小于150 kg/hm2、高于300 kg/hm2的农户分别占18.1%、7.1%；2010—2012年，旱地玉米施氮量集中在150～300 kg/hm2范围内，占总农户的88.4%，小于150 kg/hm2和高于300 kg/hm2的农户分别占7.0%和4.5%。水浇地玉米施氮量集中在150～300 kg/hm2范围内，占总农户的80.6%，小于150 kg/hm2和高于 300 kg/hm2的农户分别占6.7%和12.7%。较2005—2007年，旱地玉米氮肥投入量在150～300 kg/hm2范围内的农户增加了78.3个百分点。

通辽市两个时期各农户的施磷量分布基本一致。但农户之间磷肥投入量有差异。2005—2007年和2010—2012年旱地玉米磷肥投入量都集中在0～75 kg/hm2，分别占总农户的62.6%、61.8%，其次为施用量为75～150 kg/hm2的农户，分别占总农户数的 34.6%、28.4%；2005—2007年和2010—2012年水浇地玉米磷肥投入量都集中在0～150 kg/hm2, 其中投入量在0～75 kg/hm2的农户分别占33.6%、30.9%，投入量在75～150 kg/hm2的农户分别占60.5%、49.1% (图2)。

表 1 内蒙古通辽市玉米氮、磷、钾肥投入量 (kg/hm2)Table 1 The NPK fertilizer inputs in maize production in Tongliao

图 2 2010—2012年与2005—2007年通辽市玉米氮肥、磷肥、钾肥投入量分布Fig. 2 Distribution of N, P2O5 and K2O input in maize in 2010–2012 and 2005–2007

2005—2007年旱地玉米不施钾肥的农户占总农户数的72.9%，0～45 kg/hm2的占26.7%，45～90 kg/hm2的仅占0.4%；水浇地不施钾肥的农户占总农户的43.9%，0～45 kg/hm2的占45.4%，45～90 kg/hm2的占10.6%。而2010—2012年旱地玉米不施钾肥的农户占总农户数的31.1%，投入量为0～45 kg/hm2和45～90 kg/hm2的分别占的29.9%、39.0%；水浇地玉米不施钾肥的农户占总农户的45.8%，投入量分布在0～45 kg/hm2和45～90 kg/hm2分别占总农户数的32.4%、21.7%。

2010—2012年旱地不施用钾肥的农户比例较2005—2007年减少41.8个百分点，水浇地不施用钾肥的农户比例基本不变。单位面积钾肥施用量的分布上，钾肥的投入量有所增加，特别是分布在45～90 kg/hm2范围的农户数增加明显。2010—2012年较2005—2007年，旱地和水浇地农户分别增加了38.6个百分点、11.1个百分点。

2.1.3 氮、磷、钾肥推荐施肥范围 本研究根据近年来内蒙古地区玉米推荐施肥相关文献报道、专家意见和通辽市“3414”测土配方施肥的数据[5–9]，确定了玉米最佳施肥量范围。旱地玉米氮肥的推荐量为109.5～188.0 kg/hm2，磷肥的推荐量为70.5～139.5 kg/hm2，钾肥的推荐量为42.0～72.0 kg/hm2。水浇地玉米氮肥的推荐量为138.0～211.5 kg/hm2，磷肥的推荐量为85.5～174.0 kg/hm2，钾肥的推荐量为45.0～76.5 kg/hm2。根据推荐量的范围把玉米的施肥量分为4个级别：不施肥、偏低、合适、偏高，偏低是指施肥量低于推荐范围，合适是指施肥量在推荐范围之内，偏高是指施肥量高于推荐范围。

从图3可以看出，2010—2012年，旱地玉米和水浇地玉米施氮量偏高的比例所占比重较大，分别占79.8%、67.8%，而旱地玉米合适的比例为19.8%，水浇地玉米为27.1%，偏低的比例分别为0.4%和5.1%。可见，该地区玉米施氮量投入高，存在资源浪费与环境污染的可能。

图 3 通辽市玉米氮肥 (N) 投入比例分布Fig. 3 Distribution of N input ratio on maize of Tongliao

从图4可以看出，通辽市玉米磷肥的投入量合适和偏低的比重均较大，偏高的比例非常小。其中旱地偏低的比例高达59.9%，合适的占29.9%，偏高的为10.0%；水浇地偏低的占38.3%，合适的占56.7%，偏高的仅为4.9%。因此，在种植玉米时应适当增加磷肥的投入。

图 4 通辽市玉米磷肥 (P2O5) 投入分布比例Fig. 4 Distribution of P2O5 input ratio on maize of Tongliao

图5表明了该地区钾肥的投入状况，该地区旱地和水浇地施用钾肥合适的农户比例分别为39.1%、21.4%，其余农户基本为不施钾肥和施用量偏低。说明通辽市钾肥投入普遍不足。一方面是因为目前我国钾肥供应不足，甚至大部分地区不销售单质钾肥，购买单质钾肥困难；另一方面钾肥价格昂贵，农民受经济条件所限。Gaoetal等[10]研究也表明农民在施肥决策上很大程度上依赖于家庭收入状况。

图 5 通辽市玉米钾肥 (K2O) 投入分布比例Fig. 5 Distribution of K2O input ratio on maize of Tongliao

2.1.4 玉米施肥方式及氮磷钾肥的基、追肥比例 通辽市玉米施肥方式有基肥 + 1次追肥和基肥 + 2次追肥两种模式。其中磷、钾肥基本以基肥的形式施入。从不同利用方式看，旱地玉米全部为基肥 + 1次追肥模式，追肥时间均为拔节期；水浇地玉米90%为基肥 + 1次追肥，10%为基肥 + 2次追肥，第一次追肥时间为拔节期，第二次追肥时间为抽穗期。

表2是内蒙古通辽市玉米氮肥的基肥、追肥比例。可见，旱地玉米的基追比例为25.5∶74.5，即，1∶2.9，水浇地的基追比例为23.4∶76.6，即1∶3.3，旱地和水浇地玉米的基肥和追肥比例差异不大。但水浇地玉米氮肥投入量高于旱地玉米，其超出部分主要以追肥方式投入，旱地玉米平均追肥量为156.5 kg/hm2，水浇地为181.5 kg/hm2，水浇地比旱地每公顷多追25.0 kg氮肥。

2.1.5 玉米施用化肥品种 通辽市玉米施用化肥品种见表3。通辽市旱地玉米基肥施用磷酸二铵和复合肥的农户较多，分别占旱地玉米调查农户的68.3%和68.6%。施用尿素的农户占3.8%，施用硫酸钾农户仅占0.3%。旱地玉米追肥，所有农户均施用尿素；水浇地玉米基肥施用磷酸二铵的农户最多，占水浇地玉米调查农户的61.1%，其次是复合肥，占54.0%，施用尿素、硫酸钾的农户较少，分别占1.8%、0.7%。水浇地玉米第一次追肥以施用尿素为主，占99.8%，有少数农户追施复合肥和硫铵。可见，通辽市玉米基肥主要施用的化肥品种为硫酸二铵和复合肥，追肥为尿素。

表 2 通辽市玉米氮肥基、追肥用量 (kg/hm2)Table 2 Rates of base and topdressing fertilizers in maize production in Tongliao

表 3 通辽市玉米基施、追施化肥户数及比例Table 3 The number and percentages in total surveyed households conducting basal and top dressing fertilization in maize production in Tongliao City

通辽市玉米施用的复合肥品种有40余种，将主要的复合肥品种进行分析 (表4)。由表4可见，通辽市玉米施用的复合肥主要以通用型复合肥为主。其中旱地玉米复合肥配方以15–15–15的最多，占旱地复合肥施用农户的31.6%，其次是18–18–18，占20.6%，第三是17–17–17，占 15.7%，第四是19–19–19，占9.7%，其余配方施用的农户均较少；水浇地玉米施用的复合肥配方同样以15–15–15为主，占水浇地复合肥施用农户的50.0%，其次是12–15–8，占 15.1%，第三是 15–20–10，占 13.0%，其余配方施用的农户较少。旱地玉米和水浇地玉米除配方15–15–15以外，其他配方施用差异较大。

2.2 玉米有机肥施用情况

由表5可见，通辽市施用有机肥的农户数仍然非常少。2005—2007年不施用有机肥的农户占总农户数的71.2%，2010—2012年不施用有机肥的农户数占总农户数的83.0%。由两期数据对比可知，2010—2012年不施用有机肥的农户数比2005—2007年增加了11.8个百分点, 两期旱地施用有机肥的农户比例均比水浇地高。

根据2010—2012年施用有机肥的农户数据统计，有机肥为玉米提供的氮磷钾养分占总养分比例为17.4%，提供的氮、磷、钾比例分别为 9.2%、12.8%、65.4%，可见，有机肥是氮、磷养分的次要来源，但是钾养分的主要来源 (表6)。玉米氮、磷、钾施用比例为1∶0.45～0.46∶0.10～0.22，根据测土配方施肥“3414”试验结果分析，通辽地区生产100 kg玉米需要氮、磷、钾分别为1.47～1.85 kg、0.54～0.63 kg、1.54～1.96 kg[14]，即氮、磷、钾吸收比例为1∶0.34～0.37∶1.04～1.05。可见，氮磷施用比例基本符合玉米的需求，磷肥的比例略高。而氮钾肥比例与玉米的需肥规律差异很大，钾肥的比例太低。从表6中可以看出，增施有机肥，对氮磷肥的比例影响小，而增加了氮钾肥的比例。因此在合理施用氮磷肥的基础上，应适当增加钾肥的用量，而在不施用钾肥的情况下可施用适量的有机肥。

表 4 通辽市玉米施用的主要复合肥品种的农户数及其所占比例Table 4 Number and percentage of households using the promoted NPK compound fertilizers in maize production of Tongliao

表 5 通辽市玉米施用不同水平有机肥的农户数及其比例Table 5 Number and percentage of households using different levels of organic fertilizer in maize production of Tongliao

表 6 农户化肥和有机肥施用量和施用比例Table 6 Application rate of chemical and organic fertilizers and their proportion

3 讨论与结论

1) 根据2010—2012年的调查结果，通辽市种植玉米氮肥的投入量为40.5～417.0 kg/hm2，磷肥为0～276.0 kg/hm2，钾肥为0～117.0 kg/hm2，农户施肥量差异较大。从施用量的分布情况看，氮肥用量主要集中在150～300 kg/hm2，占总农户数的80%以上。与2005—2007年比，玉米氮肥投入量有所增加。旱地和水浇地玉米氮肥投入量在150～300 kg/hm2范围内的农户分别增加了78.3个百分点、5.8个百分点。与当地推荐施肥量比用量偏高。旱地玉米和水浇地玉米施氮量偏高的农户分别占调查农户的79.8%、67.8%；通辽市两个时期各农户的施磷量分布基本一致。磷肥用量集中在0～75 kg/hm2和75～150 kg/hm2区间，占总农户数的90.1%。与推荐施肥相比旱地和水浇地玉米磷肥用量偏低的农户分别占60.0%和38.3%；旱地和水浇地不施用钾肥的农户分别占31.1%和45.8%，与 2005—2007年比，旱地不施用钾肥的农户比例减少41.84个百分点，水浇地不施用钾肥的农户比例基本不变。钾肥的投入量主要集中在0～90 kg/hm2，单位面积钾肥的投入量比前几年有所增加，但不施钾肥的农户仍然占一定比例。

由此可见，通辽市玉米施肥仍然存在化肥施用养分不平衡、施用效率低、资源浪费的问题，其肥料投入需要进一步优化。在测土配方施肥项目实施8年后，与推荐施肥相比，氮肥用量仍然偏高。首先与当地施用的复合肥配方有关，通辽地区玉米施肥推荐的大配方为10–24–11[5]，而当地旱地施用的复混肥以 15–15–15、17–17–17、18–18–18、19–19–19配方为主，水浇地以 15–15–15、12–15–8、15–20–10 为主，其氮含量均比当地推荐量高。从复混肥的配方看，旱地配方中的氮总体高于水浇地，这也是旱地施氮量偏高的比重大于水浇地的原因。其次是受农民传统施肥观念的影响，认为“高投入高产出”、“施肥越多，产量就越高”，其追肥施用的尿素量偏高；第三是由于机械配套问题，达不到深施要求，造成养分损失，肥料效率发挥不好。根据通辽市玉米不同深度追施尿素试验结果，在玉米上尿素的施肥深度在10 cm左右为最好，而过深或过浅，其产量及氮素利用率均开始降低；对于磷肥来说，一方面与通过测土配方施肥技术的推广，磷酸二铵施用的农户及施用量减少有关。另一方面，复合肥中的磷含量较推荐的大区配方中的磷含量偏低；钾肥施用农户及施用量的增加，主要归功于施用复合肥。施用钾肥的农户比例与施用复混肥的农户比例基本一致。

2) 在玉米施用时期方面，有基肥 + 1次追肥和基肥 + 2次追肥两种模式。其中旱地玉米全部为基肥+ 1次追肥模式，追肥时间均在拔节期 (6月20日至6月30日)；水浇地玉米90%为基肥 + 1次追肥，10%为基肥 + 2次追肥，第一次追肥时间在拔节期(6月20日至6月30日)，第二次追肥时间在抽穗期(7月20日)。整体看，目前通辽市玉米施肥时期与玉米的养分需求规律基本一致。但旱地玉米追肥存在一定的不稳定性，其主要受6、7月份降水影响较大。据统计，2010—2012年的6、7月份降水较充足，降水量分别为109.9、106.8、225.5 mm，为旱地玉米追肥提供了良好的气象条件。水浇地追肥仅有10%为基肥 + 2次追肥模式，由于第二次追肥时玉米株高达1米以上，施肥机械无法操作，而人工施肥成本高，因此只有少数农户在地头冲施氮肥进行简易的二次追肥，其氮肥的流失较大。根据在该地区开展的玉米基追比例试验结果看，分两次追肥比只追一次效果好，可增产3.2%。谢佳贵等研究认为，东北黑土区春玉米最佳氮肥运筹模式为氮肥20%作底肥、40%在拔节期作追肥、40%在大喇叭口期作追肥施用[11]。但是由于机械配套问题，旱地和大水漫灌种植模式无法进行第二次追肥，人工追肥成本又高，增产不增收。因此，该地区旱地施肥推荐以基施 + 1次追肥为主，水浇地推荐基肥 + 2次追肥模式。对于氮肥而言，旱地和水浇地玉米的基肥和追肥比例差异不大，旱地和水浇地玉米的基追比例分别为1∶2.9、1∶3.3，比例较合理。

另外，目前主要的推荐施肥均基于基肥型配方的配肥思路[12–13]，即将全生育周期所需的全部磷钾肥和适当比例的一部分氮肥作为基肥，并依据基肥中氮、磷、钾的配比提出适宜浓度的配方，但在实际调查过程中发现，现在有少部分农户已开始在后期追施复合肥，将少量的磷、钾肥作为追肥 (在调查农户中仅有9户，由于样本数大，因此在数据上没有体现)，且效果较好，其符合玉米生长后期的需钾特性。可也有研究认为，在同一施钾水平下，钾肥后移的春玉米钾素养分含量、积累量及产量均低于钾肥一次性施入[14–15]。这可能与作物品种有关，同一作物的不同品种或不同基因型之间对钾的吸收规律均存在差异[16]。因此，在今后玉米推荐施肥方面，尤其是在滴灌条件下，可将适量的磷、钾肥作为追肥对玉米产量及品质产生的影响进行进一步研究。

3) 通辽市玉米基施的化肥品种以磷酸二铵和复合肥为主。其中旱地施用的农户分别占调查农户的68.3%和68.6%，水浇地施用的农户分别占调查农户的61.1%和54.0%。追肥施用的品种以尿素为主。其中旱地玉米全部施用尿素，水浇地玉米第一次追肥有99.8%的农户施用尿素，第二次追肥全部施用尿素；从复合肥的品种来看，主要以通用型复合肥为主。旱地玉米施用的配方以 15–15–15、18–18–18、17–17–17、19–19–19 为主，分别占调查农户的31.6%、20.6%、15.7%、9.7%；水浇地玉米施用的配方以 15–15–15、12–15–8、15–20–10 为主，分别占调查农户的50.0%、15.1%、13.0%。旱地玉米和水浇地玉米除配方15–15–15以外，其他配方复合肥施用的差异较大。复合肥施用的品种可能在一定程度上受地域肥料销售影响，因此在推荐施用合理配方的复合肥的基础上，也需要肥料企业配合根据不同区域不同作物生产区域作物配方肥。另外，该地市场上销售的复合肥配方与通辽地区玉米施肥推荐的大配方10–24–11[14]差距较大，建议该地区农户可以根据当地农业部门推荐的配方，到智能配肥站配制适合该地施用的复混肥。

4) 通辽市不施用有机肥的农户较多，占总农户数的83.0%。与 2005—2007年比，2010—2012年不施用有机肥的农户增加了11.8个百分点。这主要受该地区有机肥资源量和施用成本的影响。一方面可能与近几年土地流转、农业集约化程度提高以及散养牲畜的农户减少有关。另一方面是施用有机肥成本较高。根据调查数据，在内蒙古地区，从养殖场购买有机肥每吨约15元，甚至不收费，但地域广，养殖场与地块距离远，运输成本高，同时，无害化处理和人工撒施等均需要投入，折算后比化肥投入高。因此，在有机肥投入不足的情况下，建议该地区农户实施玉米秸秆粉碎还田。

有机肥为玉米提供的氮磷钾养分所占总养分比例为17.4%，提供的氮、磷、钾比例分别为9.2%、12.8%、65.4%，是钾素的主要来源。增施有机肥可以改善土壤结构，提升耕地质量，提高化肥利用效率。“十三五”期间，国家提出了保护耕地质量，“实现藏粮于地、藏粮于技”的战略目标。因此研究有机肥运输和有机肥补贴环节，变废为宝，培肥土壤，提高耕地质量，优化环境是亟待解决的问题。

5) 玉米的氮、磷、钾施用比例为1∶0.45～0.46∶0.10～0.22。氮磷施用比例基本符合玉米的需求，而钾肥的比例偏低，与玉米的需肥规律差异很大。今后在该地区必须注重施用有机肥或者进行秸秆还田。综上，提出内蒙古通辽地区玉米施肥策略：减施氮肥，增加磷、钾肥的用量；增加有机肥施用量，并重点推广秸秆还田技术；调整施用的复合肥配比。特别是在滴灌条件下，减少基肥中的氮肥用量，要实现基肥+2次追肥的施肥模式。

参 考 文 献：

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